Beckett (Stana Katic) arbeitet an ihrem bislang schwersten Fall, als sie am Ort von Castles (Nathan Fillion) Unfall darauf wartet, neue Informationen über den Zusammenstoß zu bekommen.

Während das Team im Fall des Mordes am Vorstandsvorsitzenden einer Spielzeugfirma ermittelt, enthüllt Castle (Nathan Fillion) eine Spur, die sein mysteriöses Verschwinden aufklären könnte. Daraufhin stürzt er sich in eine eigene, gefährliche Ermittlung.

Als ein Billardprofi ermordet wird, finden Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) Beweise dafür, dass der Mörder paranormale Fähigkeiten haben könnte. Die beiden versuchen außerdem, nach seinem Verschwinden in den gemeinsamen Alltag zurückzukehren.

Ein Eiscremeverkäufer wird erschossen und ein kleines Schulkind könnte den entscheidenden Hinweis geben, jedoch wissen die Ermittler nicht, wo sie dieses finden sollen. Also begibt sich Castle (Nathan Fillion) auf eine Undercover-Mission in der Grundschule, wo sich der kleine Zeuge aufhalten soll, um diese zu finden.

Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) untersuchen den Mord an einer Internet-Ikone. Als sie Bilder des Verbrechens auf Social Media Plattformen finden, kommen sie zu der Annahme, dass es sich um einen Killer handelt, der seine Opfer per Internet aussucht.

Eine Mordermittlung führt Castle (Nathan Fillion) in ein offenbar alternatives Universum, in dem er Kate Beckett (Stana Katic) niemals getroffen hat. Castle muss Beckett, Esposito (Jon Huertas) und Ryan (Seamus Dever), die nun völlig Fremde sind, überzeugen, ihn an der Ermittlung teilhaben zu lassen um wieder zurück in seine Welt zu finden. Die Ereignisse bringen Castle und Beckett dazu, endlich vor den Traualtar zu treten.

Als Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) erfahren, dass ein Mordopfer in einem Wild-West-Resort vergiftet worden könnte, versuchen sie als frisch verheiratetes Paar die Wahrheit zu erfahren.

Ein bewaffneter Mann nimmt zahlreiche Fahrgäste der U-Bahn als Geiseln, und wie sich herausstellt, befindet sich auch Detective Esposito (Jon Huertas) unter den Passagieren.

Als Castles (Nathan Fillion) liebster 80er Jahre Actionstar auf mysteriöse Weise umgebracht wird, tauchen Castle und Beckett (Stana Katic) in die geheime Vergangenheit des Opfers ein und jagen den Killer mit einem Team alternder Actionhelden.

Nachdem ein Notarzt auf offener Straße niedergeschossen wird, entdecken Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic), dass das Opfer als Arzt für eine Mafia Familie arbeitete, die Castle gut bekannt ist. Während der Weihnachtszeit erreichen Esposito (Jon Huertas) und Lanie (Tamala Jones) einen entscheidenden Punkt in ihrer Beziehung.

Nach dem Verbot, mit Kate Beckett (Stana Katic) oder dem 12. Revier zu arbeiten, besorgt sich Castle (Nathan Fillion) eine Zulassung als Privatdetektiv. Er taucht unangemeldet an Becketts Tatort auf und hofft, so an ihrer Seite ermitteln zu können. Doch es läuft anders als geplant.

Als eine junge Schauspielerin aus einer Telenovela ermordet wird, ermitteln Beckett (Stana Katic) und ihr Team in einem Fall, der ebenso viel Intrigen aufweist, wie jede Telenovela. Castle (Nathan Fillion) wird inzwischen als Privatdetektiv vom heißblütigen Star der Serie engagiert um den Fall aus einer anderen Perspektive zu untersuchen.

Castle (Nathan Fillion) bekommt von einer Frau den Auftrag ihren Mann zu überprüfen, da sie die Vermutung hat, er könnte sie mit einer anderen betrügen. Jedoch nimmt der Fall eine tödliche Wendung, als Castle selbst Zeuge davon wird, wie der verdächtige Ehemann umgebracht wird. Gemeinsam mit Beckett (Stana Katic) untersucht er den Mordfall, jedoch lassen sich nur schwer irgendwelche Anhaltspunkte finden.

Im abschließenden Teil dieses Castle-Zweiteilers werden die Einsätze immer höher, als der 12. Bezirk versucht, die Serienmörder Jerry Tyson und Dr. Kelly Nieman zu finden. Die Uhr tickt, und Castle (Nathan Fillion) und das Team müssen die Killer schnell finden, bevor sie sich das nächste Opfer suchen.

Als ein Astronaut kurz vor seiner Reise zum Mars auf mysteriöse Weise innerhalb einer Mars-Simulation umgebracht wird, müssen sich Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) Raumanzüge überstreifen, um die Ermittlungen aufnehmen zu können. Als sie innerhalb des abgeschlossenen Simulationsraumes jedoch niemanden finden, der den Mord begangen haben könnte, nimmt der Fall eine schockierende Wendung.

Eine ambitionierte Ermittlerin aus Hong Kong arbeitet mit Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) zusammen, die es mit einem Fall zu tun bekommen, bei dem eine Leiche in einem Park gefunden wurde. Die ausländische Polizistin hat einige wertvolle Informationen zu dem Mordopfer, jedoch kommen bei Beckett langsam erste Zweifel auf, ob die Ermittlerin wirklich mit offenen Karten spielt.

Während einer Wohltätigkeitsveranstaltung, auf dem Ryan (Seamus Dever) als Sicherheitskraft arbeitet, kommt es zu einem Attentat auf einen Politiker. Ryan will daraufhin den Schuldigen um jeden Preis schnappen, während ihn Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) dabei tatkräftig unterstützen.

Richie "The Pitbull" Falco (Scott Broderick), ein erfolgreicher Anwalt, wird ermordet aufgefunden. Beckett (Stana Katic) und Castle (Nathan Fillion) nehmen seine zahlreichen Klienten und Konkurrenten unter die Lupe, die ein Motiv hatten, ihn umzubringen. Doch es wird rätselhaft als sie bei den Ermittlungen auf ein Geheimnis stoßen, das mit dem Tod des Opfers in Zusammenhang stehen könnte.

Ein mysteriöser, wiederkehrender Traum bringt Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) dazu, Antworten zu suchen über die zwei Monate, in denen er verschwunden war. Doch ihre Suche nach der Wahrheit hat tödliche Konsequenzen.

Als Castle (Nathan Fillion) und Alexis (Molly Quinn) nach London fliegen, wird aus ihrem Routineflug eine tödliche Falle als ein ermordeter Air Marshall an Bord des Flugzeugs gefunden wird. Mit der Hilfe von Beckett (Stana Katic) auf dem Boden, liefern Castle und Alexis sich ein Rennen gegen die Zeit, um den Killer zu finden, bevor der seinen furchtbaren Plan in die Tat umsetzen kann.

Nachdem Sid Ross, der Schöpfer einer Sketch Comedy Show ermordet wird, sollen Castle (Nathan Fillion) und Beckett (Stana Katic) ermitteln. Während sie in das bunte Leben des Opfers und Saturday Night Tonight eintauchen, enthüllen sie ein schreckliches Geheimnis, das zu Sids Tod geführt haben könnte.

Ein Tod im Wald weckt bei Castle (Nathan Fillion) Erinnerungen an ein schreckliches und bezeichnendes Ereignis in seiner Kindheit. Die Ermittlungen führen zu einer regelrechten Besessenheit während er versucht Antworten auf Jahrzehnte alte Fragen zu finden. Währenddessen befindet sich Beckett (Stana Katic) vor einer ganz eigenen Entscheidung.